浅析桥梁移动模架施工工艺

林泗益

厦门中平工程监理咨询有限公司（361000）

浅析桥梁移动模架施工工艺

林泗益

厦门中平工程监理咨询有限公司（361000）

移动模架系统简称MSS，是桥梁施工的先进方法，是一种自带模板，利用承重梁支承模板，对混凝土梁进行逐孔现场浇注的施工机械。其施工周期短、适用范围广、施工交通影响小、工序程序化、线形易于控制、不需要进行基础的处理等特点，使大型桥梁施工向机械化、自动化和标准化的方向迈进了成功的一步。文章以福州长平高速松下跨海特大桥移动模架为例，简要介绍了其构造及施工工艺。

桥梁；移动模架；施工工艺

1 工程概况

松下跨海特大桥桥梁结构形式为左幅2×(5×58 m)+3×(4×58 m)（共 5 联 22 跨）、 右幅 2×(5×58 m)+3×(4×58 m)+（46.742+49.5+49.5 m）（共 6 联 25 跨）双幅、单箱单室斜腹板预应力混凝土箱梁，位于半径1 350 m的圆曲线上、缓和曲线上、直线上。箱梁通过梁体旋转形成桥面2%～4%渐变横坡和超高。

2 工程创新点

1）目前国内高速公路跨径第一的下行式移动模架，移动模架跨径达58 m，首跨浇筑68 m，箱梁一次浇筑成型，浇筑方量大，最大浇筑方量近1 000 m2。

2）桥面曲线半径较小，而每一孔浇筑混凝土方量大，导致桥面标高及线形不易控制，为适应小半径曲线制梁，移动模架导梁和主梁采用铰接的方式，可进行平转。

3）8级强风时，移动模架过孔保证安全。本项目移动模架过孔存在三个较大的不利因素:①桥位处于强风区（全年平均风速8.42 m/s，全年大于8级大风232 d，为福建省强风区之一）；②双幅桥间距近（仅50 cm），两套移动模架间距小，过孔困难；c、桥面曲线半径小，过孔折角大。

3 移动模架的构造

松下跨海特大桥的混凝土箱梁施工共投放两台58 m移动模架。移动模架系统主要由牛腿、推进平车、主梁、导梁、横梁、后吊梁、中吊点横梁、前支撑横梁、外模及内模组成。每一部分都配有相应的液压或机械系统。

各组成部分结构功能简介如下:

1）牛腿

牛腿是由箱形梁组拼成的三角形空间结构，φ40的高强度精轧螺纹钢筋将牛腿与桥墩紧贴一起。由牛腿把模架承受的压力传递给桥墩。牛腿伸入桥墩的承剪梁在牛腿的下部，牛腿的上部只在侧向抱紧桥墩。牛腿上部设有横移滑道，小车可在横移油缸的作用下在其上部做横移动作。牛腿下部有承剪梁，伸入到桥墩所开的洞内并垫20 mm橡胶板（带夹织物橡胶板）。牛腿上部由精轧螺纹对拉。

图1 牛腿结构图

2）小车

推进平车是整机动作的执行部件:升模、落模由小车的顶升油缸完成；纵移及倒运牛腿腿动作由小车的纵移油缸完成；另外还有小车提升机构、横移机构和吊挂轮机构均作为倒运牛腿的辅助机构，以共同完成倒运牛腿的动作。

3）主梁

主梁为对称的两组钢箱梁，横断面尺寸为2 500 mm×4 770 mm。主梁长为76.2 m，分为6节，两榀主梁共有12个节段。其单节最大重量45.4 t，每节通过节点板用高强螺栓连接。

主梁采用Q345B材质。主梁腹板开孔，以减轻重量同时增加梁内采光，并且可以从开孔处进入到横梁内。主梁腹板内侧设有法兰座，以安装横梁。主梁下盖板两边有供小车前移的轨道。下盖板中间有纵移推进机构，供纵移油缸使用，使模架纵移过孔。

4）鼻梁

鼻梁的作用是为模架前移过孔和牛腿自行倒运提供支承点。鼻梁设计为矩形桁架结构，分为四节，鼻梁总长51.8 m。鼻梁与鼻梁之间采用节点板用高强螺栓连接。鼻梁底部设置有与主梁轨距相同的纵移轨道。为适应平曲线，要求鼻梁与主梁采用铰接方式，并每接头设4组机械锁保持主鼻梁稳定。

5）横梁

横梁为底模的支撑架，为桁架结构。左右横梁设对接导向装置，主要作用为左右两片横梁定位，且使两边的横梁在合模时更易对接。左右横梁通过高强螺栓连接。

6）外模板

外模由底板、腹板、肋板及翼缘板组成。底板分块直接铺设在横梁上，并与横梁相对应。每对底板沿横梁销接方向由普通螺栓连接。腹板、肋板及翼缘板也与横梁相对应，并通过在横梁设置的模板支架及支撑来安装。

采用“底模包侧模”方式实现浇筑带平曲线混凝土箱梁:侧模采用分段（约7 m）结构，可在底模上滑动，这样可通过一系列的折线摆出平曲线。

另外，为减小现浇梁与已浇梁的错台，在距已浇梁端600 mm处设置了外模拉杆，防错台后吊梁总装。

7）前横梁

前横梁的作用之一是将左右两组鼻梁联接成一体，加强其横向稳定性；作用之二是为移动模架自动倒腿提供支承。

前横梁为箱形结构，配有2个液压千斤顶，可以使其在倒运支承腿时进行升降动作，方便支腿安装。前横梁中间为销轴连接，在过孔时，拆除销轴，前横梁从中间打开，分为两半。在合模时，左右两部分连接在一起。前横梁油缸液压站设置于一侧鼻梁上方，无液压站侧油缸通过中部快速接头连接。

8）中横梁

中横梁作用:在过孔时，为模架自动倒腿提供支点，承载主梁及支腿。中横梁与主梁之间通过φ40（PSB930）精轧螺纹钢连接。每跨施工时，应在梁翼缘预留Φ120～540 mm的预留长条孔，用来穿吊杆。中横梁下方配有走行车轮，可在梁面上走行。

9）后横梁

后横梁的作用有三个:一是为模架自动倒腿提供支点，承载主梁及支腿。当模架倒运支腿时，需前、中、后横梁一起受力，然后再进行倒运支腿。二是作为模架开模时动力之一,后横梁上有横移油缸，开模时，同时启动中墩小车及后横梁上的横移油缸，打开主梁。三是作为模架纵移过孔时后支点。当模架纵移时，后横梁提吊主梁后端，在后横梁和中墩小车纵移油缸共同推动下，模架整体向前纵移。

10）液压系统

移动模架系统配有8套液压系统，其中4套小车液压系统，1套后吊梁液压系统，1套中吊梁液压系统，1套前横梁液压系统，1套模板折叠液压系统。每个液压站包括油箱、液压泵、电机、吸油滤清器、回油滤清器、溢流阀、压力表、油温液位计等。

控制元件及管路：包括手动换向阀、截止阀、单向阀，及带快速接头的软管和连接用钢管。通过截止阀的开关和换向阀的換位，可分别使各执行元件动作。

4 施工工艺流程

移动模架施工工艺流程为:施工准备工作→移动模架安装→移动模架预压及预拱度设置→箱梁梁体施工→移动模架脱模过孔→循环完成箱梁施工后拆除移动模架。

5 移动模架施工关键技术

5.1 移动模架安装

本工程采用2套移动模架分左右幅进行施工，左右幅均由小桩号向大桩号施工。拼装位置在0#台、1#墩之间，计划采用顶推法拼装，利用0#桥台前的平地作为主要的拼装场地，鼻梁地面拼装整体吊装，逐节顶推安装主梁等构件，然后利用汽车吊或者履带吊高空安装其他构件并进行预压等后续工作。主要拼装顺序为:牛腿和推进小车→鼻梁→主梁→横梁→模板→前中后横梁。

5.2 移动模架预压

本工程施工区域临近海边，取水比较方便，预压拟采用砂袋配合加水进行预压。模拟移动模架实际所承受的荷载，观察移动模架的受力变形以及承载的安全性，将变形数据与理论变形数据进行对比，以确定移动模架的预拱度值。

5.3 预拱度设置

根据预压取得移动模架工作的各项参数，绘出移动模架加卸载变形曲线图，计算出移动模架的综合刚度系数，并监测钢箱主梁挠度及加载预压后的挠度变化情况。当移动模架安装完成后，即可进行标高及中线调整。模板控制标高=设计标高+施工预留拱度。设计标高由设计院提供。施工预留拱度由设计院提供的理论预留拱度结合现场移动模架施压测试数值（如弹性变形值）及已完箱梁的实测标高等因素计算而得。设置合理的预拱度，以使完成后的箱梁在纵向线型保持平顺美观,符合设计要求。

5.4 箱梁梁体施工

箱梁梁体施工的工艺流程为:模板清理并涂脱模剂→绑扎底板、腹板钢筋→安装预应力管道及穿钢铰线→内模安装→绑扎顶板钢筋→封头模板安装→浇筑箱梁混凝土→预应力张拉。

5.5 其他施工关键问题

1）移动模架脱模过孔、拆除，应加强现场指挥，做好各项施工准备措施、安全应急措施，禁止在大风、雷雨、大雾等恶劣天气下进行施工作业，以确保施工安全。

2）工程施工中的移动模架等施工结构，从设计至施工结束应充分考虑本地区的风荷载，使结构具有抗风、防台能力，并严格组织稳定性监测和控制，保证施工结构的可靠性和安全性。

3）本工程支撑体系主要采用精轧螺纹钢，每根精轧螺纹钢的施工质量都极为重要，是保证支撑体系能否形成整体，从而确保其稳定性的关键。

6 结语

移动模架施工是一种先进的桥梁施工技术，为使移动模架施工得到更好的改进和推广应用，有必要结合我国实际，从移动模架设计、施工和养护等方面制定整套指南或规程，以满足我国桥梁建设发展需要。